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Investigación de informática y convergencia tecnológica grupo 22
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Investigación de informática y convergencia tecnológica grupo 22

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  • 1. 2011Autor: Jorge DavidCastillo EspejoDirigido a: Ing.Nicolás Penagos [APRENDIENDO CON MICROSOFT WORD] Aplicando referencias automáticas de Microsoft Office Word 2007. Segundo Corte correspondiente a la asignatura Informática y Convergencia Tecnológica, primer semestre del Programa Ingeniería de Sistemas por ciclos propedéuticos.
  • 2. Informática y Convergencia Tecnológica Tabla de contenidoTOPOLOGÍAS DE LA RED LAN.........................................................................3CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES LOCALES.............................................3¿QUÉ ES TOPOLOGÍA?.....................................................................................4TIPOS DE TOPOLOGÍA DE LA RED LOCAL....................................................5 TOPOLOGÍA EN ESTRELLA.........................................................................................5 TOPOLOGÍA EN BUS.................................................................................................6 TOPOLOGÍA EN ANILLO..............................................................................................6 TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS..............................................................................................7 TOPOLOGÍA EN ÁRBOL..............................................................................................7VENTAJAS E INCONVENIENTES DE CADA TOPOLOGÍA..............................8 EN ESTRELLA........................................................................................................8 EN BUS................................................................................................................8 EN ANILLO.............................................................................................................9 EN ÁRBOL.............................................................................................................9FRECUENCIA RADIOELÉCTRICA...................................................................10LA TELEFONÍA MÓVIL.....................................................................................12TIPOS DE REDES PARA LA TELEFONÍA MÓVIL..........................................13RED ANALÓGICA..............................................................................................13RED DIGITAL.....................................................................................................15 TECNOLOGÍA CDMA................................................................................................16 TECNOLOGÍA TDMA................................................................................................16 TECNOLOGÍA GSM.................................................................................................17GENERACIONES DE LA TELEFONÍA MÓVIL.................................................18 (0G)..................................................................................................18 LOS INICIOS PRIMERA GENERACIÓN (1G)....................................................................................19 SEGUNDA GENERACIÓN (2G)...................................................................................19 GENERACIÓN 2.5G................................................................................................20 GPRS.............................................................................................................20 EDGE.............................................................................................................21 TERCERA GENERACIÓN (3G).................................................................................21 UMTS.............................................................................................................22 CUARTA GENERACIÓN (4G)...................................................................................22 3
  • 3. Informática y Convergencia Tecnológica TOPOLOGÍAS DE LA RED LANLAN es el acrónimo inglés de Local Área Network, es decir, red de área local.Podemos encontrar definiciones de red local como: “un sistema de transmisiónde datos que permite compartir recursos e información por medio deordenadores o redes de ordenadores”, “un sistema de comunicaciones capazde facilitar el intercambio de datos informáticos, voz, multimedia, facsímile,vídeo conferencias, difusión de vídeo, telemetría y cualquier otra forma decomunicación electrónica”. El Comité IEEE1 (Institute of Electrical andElectronics Engineers) 802 ofrece una definición oficial de red local: una redlocal es un sistema de comunicaciones que permite que un número dedispositivos independientes se comuniquen entre sí.Las redes locales surgieron de la necesidad de compartir de manera eficazdatos y servicios entre usuarios de una misma área de trabajo. Las primerasredes locales comerciales se comenzaron a instalar a finales de los añossetenta, aunque de forma restringida, y su uso comenzó a crecer de maneraimportante a mediados de los ochenta. Originalmente, estas redes variabansegún los vendedores, no había modelos estándar; esto comenzó a cambiar en1980 con un proyecto del IEEE, denominado 802, que incluye una serie denormas de estandarización de redes locales. CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES LOCALESLas redes locales tienen una extensión geográfica reducida, como el propionombre “local” indica. Esta extensión suele ser inferior a los cinco kilómetros,pudiendo así abarcar desde una oficina o una empresa, hasta una universidado un complejo industrial de varios edificios. Estas redes suelen utilizar latecnología de broadcast, es decir, que todas las estaciones (una estación estáformada por un computador terminal y una tarjeta de red) están conectadas almismo cable, lo que permite que todos los dispositivos se comuniquen con elresto y compartan información y programas. Topología de redes LANDerivado de su pequeño tamaño, estas redes alcanzan habitualmente lavelocidad de transmisión máxima que soportan las “estaciones” de la red (1001 Es un estudio de estándares elaborado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos que actúa sobre Redesde Ordenadores. 3
  • 4. Informática y Convergencia Tecnológica2 Mbps). La velocidad de transmisión debe ser muy elevada para poderadaptarse a las necesidades de los usuarios y del equipo.El índice de errores en las redes locales es muy bajo, por lo que éstas resultanun sistema muy fiable, que además posee su propio sistema de detección ycorrección de errores de transmisión. Este es también un sistema flexible,puesto que es el usuario quien lo administra y lo controla. ¿QUÉ ES TOPOLOGÍA? El término “topología” se emplea para referirse a la disposición geométrica delas estaciones de una red y los cables que las conectan, y al trayecto seguidopor las señales a través de la conexión física. La topología de la red es pues, ladisposición de los diferentes componentes de una red y la forma que adopta elflujo de información.Las topologías fueron ideadas para establecer un orden que evitase el caosque se produciría si las estaciones de una red fuesen colocadas de formaaleatoria. La topología tiene por objetivo hallar cómo todos los usuarios puedenconectarse a todos los recursos de red de la manera más económica y eficaz;al mismo tiempo, capacita a la red para satisfacer las demandas de losusuarios con un tiempo de espera lo más reducido posible. Para determinarqué topología resulta más adecuada para una red concreta se tienen en cuentanumerosos parámetros y variables, como el número de máquinas que se van ainterconectar, el tipo de acceso al medio físico deseado, etc.Dentro del concepto de topología se pueden diferenciar dos aspectos:topología física y topología lógica. Topología de redes LAN o La topología físicase refiere a la disposición física de las máquinas, los dispositivos de red y elcableado. Así, dentro de la topología física se pueden diferenciar dos tipos deconexiones: punto a punto y multipunto.En las conexiones punto a punto existen varias conexiones entre parejas deestaciones adyacentes, sin estaciones intermedias. Las conexiones multipunto cuentan con un único canal de transmisión,compartido por todas las estaciones de la red. Cualquier dato o conjunto dedatos que envíe una estación es recibido por todas las demás estaciones.2 Un megabit por segundo es una unidad que se usa para cuantificar un caudal de datos equivalente a 1000 kilobitspor segundo o 1000000 bits por segundo. 3
  • 5. Informática y Convergencia Tecnológica La topología lógica se refiere al trayecto seguido por las señales a través de latopología física, es decir, la manera en que las estaciones se comunican através del medio físico. Las estaciones se pueden comunicar entre sí directa oindirectamente, siguiendo un trayecto que viene determinado por lascondiciones de cada momento. TIPOS DE TOPOLOGÍA DE LA RED LOCAL:La topología de una red local es la distribución física en la cual se encuentrandispuestos los ordenadores que la componen. Hay que tener en cuenta unnúmero de factores para determinar qué topología es la más apropiada parauna situación dada. Existen varios tipos: en estrella, en bus, en anillo ytopologías híbridas. Topología en estrella:La topología en estrella es uno de lostipos más antiguos de topologías. Secaracteriza porque en ella existe unnodo central al cual se conectan todoslos equipos, de modo similar al radio deuna rueda. En esta topología, cadaestación tiene una conexión directa a unacoplador (conmutador) central. Una manera de construir esta topología es conconmutadores telefónicos que usan la técnica de conmutación de circuitos.Otra forma de esta topología es una estación que tiene dos conexiones directasal acoplador de la estrella (nodo3 central), una de entrada y otra de salida (lacual lógicamente opera como un bus). Cuando una transmisión llega al nodocentral, este la retransmite por todas las líneas de salida.Según su función, los acopladores se catalogan en:Acoplador pasivo: cualquier transmisión en una línea de entrada al acopladores físicamente trasladada a todas las líneas de salida.Acoplador activo: existe una lógica digital en el acoplador que lo hace actuarcomo repetidor. Si llegan bits en cualquier línea de entrada, sonautomáticamente regenerados y repetidos en todas las líneas de salida. Si3 Punto de intersección o unión de varios elementos que confluyen en el mismo lugar 3
  • 6. Informática y Convergencia Tecnológicallegan simultáneamente varias señales deentrada, una señal de colisión es transmitida entodas las líneas de salida. Topología en BusAl contrario que en la topología en estrella no existe un nodo central, sino quetodos los nodos que componen la red quedan unidos entre sí linealmente, unoa continuación del otro. Es necesario incluir en ambos extremos del bus unosdispositivos denominados terminadores, que evitan posibles rebotes de laseñal. Esta topología permite que todas las estaciones reciban la informaciónque se transmite, una estación transmite y todas las restantes escuchan.Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgantodos los elementos de una red. Todos los nodos de la red están unidos a estecable: el cual recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet4 comoLocal Talk pueden utilizar esta topología.El bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo.Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y esperan que ésta novaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si estoocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, despuésintenta retransmitir la información. Topología en anillo:En esta topología, las estaciones están unidas unas con otras formando uncírculo por medio de un cable común. El último nodo de la cadena se conectaal primero cerrando el anillo. Las señales circulan en un solo sentido alrededordel círculo, regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodoexamina la información que es enviada a través del anillo. Si la información noestá dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. Ladesventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa.El cableado es el más complejo de todos, debido, en parte, al mayor coste delcable, así como a la necesidad de emplear dispositivos MAU (Unidades deAcceso Multiestación) para implementar físicamente el anillo.4 Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD("Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones"), La Ethernet se tomó como base para laredacción del estándar internacional IEEE 802.3. 3
  • 7. Informática y Convergencia TecnológicaCuando existen fallos o averías, es posiblederivar partes de la red mediante los MAUs,aislando las partes defectuosas del resto de lared mientras se determina el problema.Así, un fallo en una parte del cableado nodetiene la red en su totalidad. Cuando sequieren añadir nuevas estaciones de trabajo seemplean también los MAUs, de modo que elproceso no posee una complicación excesiva. Topologías híbridas:Son las más frecuentes y se derivan de las tres anteriores, conocidas comotopologías puras. Las más frecuentes son latopología en árbol y la topología estrella-anillo. Topología en ÁrbolEs una variante de la topología en bus. Estatopología comienza en un punto denominadocabezal o raíz (headend). Uno o más cablespueden salir de este punto y cada uno de ellos puede tener ramificaciones encualquier otro punto. Una ramificación puede volver a ramificarse. En unatopología en árbol no se deben formar ciclos.Una red como ésta representa una red completamente distribuida en la quecomputadoras alimentan de información a otras computadoras, que a su vezalimentan a otras. Las computadoras que se utilizan como dispositivos remotospueden tener recursos de procesamientos independientes y recurren a losrecursos en niveles superiores o inferiores conforme se requiera. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE CADA TOPOLOGÍA: 3
  • 8. Informática y Convergencia TecnológicaHay varios factores a considerar cuando se determina qué topología cubre lasnecesidades de una organización. La tabla siguiente nos muestra algunos deestos factores para dicha elección. En estrellaVentajas:* El fallo de un nodo no causa problemas de funcionamiento al resto de la red.* La detección y localización de averías es sencilla.* Es posible conectar terminales no inteligentes, ya que el nodo central tienecapacidad de proceso.Inconvenientes:* La avería del nodo central supone la inutilización de la red.* Se necesitan longitudes grandes de cableado, ya que dos estacionescercanas entre sí, pero distantes del nodo central, requieren cada una un cableque las una a éste.* Poseen limitaciones en cuanto a expansión (incremento de nodos), dado quecada canal requiere una línea y una interfaz al nodo principal.* La carga de red es muy elevada en el nodo central, por lo cual éste no sepuede utilizar más que como servidor o controlador.* No soporta cargas de tráfico elevadas por sobrecarga del nodo central. En busVentajas:* Simplicidad en el cableado, ya que no se acumulan montones de cables entorno al nodo Topología de redes LAN.* Hay una gran facilidad de ampliación, y se pueden agregar fácilmente nuevasestaciones o ampliar la red añadiendo una nueva línea conectada mediante unrepetidor.* Existe una interconexión total entre los equipos que integran la LAN.Inconvenientes: 3
  • 9. Informática y Convergencia Tecnológica* Un fallo en una parte del cableado detendría el sistema, total o parcialmente,en función del lugar en que se produzca. Además, es muy difícil localizar lasaverías en esta topología. Sin embargo, una vez localizado el fallo, aldesconectar de la red la parte averiada ya no interferirá en la instalación.* Todos los nodos han de ser inteligentes, ya que han de manejar el medio decomunicación compartido.* Debido a que la información recorre el bus bidireccionalmente hasta encontrarsu destino, la posibilidad de que sea interceptada por usuarios no autorizadoses superior a la existente en una red de estrella. En anilloVentajas:* Es posible realizar el enlace mediante fibra óptica por sus características deunidireccionalidad, con las ventajas de su alta velocidad y fiabilidad.Inconvenientes:* La caída de un nodo supone la paralización de la red.* Es difícil localizar los fallos.* La reconfiguración de la red es complicada, puesto que incluir un ordenadormás en la red implica variar el nodo anterior y posterior de varios nodos de lared. En árbolVentajas:* Tiene una gran facilidad de expansión, siendo la colocación de nuevos nodoso ramas sencilla.* La detección de problemas es relativamente sencilla, ya que se puedendesconectar estaciones o ramas completas hasta localizar la avería.Inconvenientes:* Hay una dependencia de la línea principal, y los fallos en una rama provocanla caída de todos nodos que cuelgan de la rama o sub ramas. 3
  • 10. Informática y Convergencia Tecnológica* Existen problemas de atenuación de la señal por las distancias, y puedennecesitarse repetidores5. FRECUENCIA RADIOELÉCTRICALa frecuencia radioeléctrica es una parte del espectro electromagnético, el cualcomprende y clasifica las ondas electromagnéticas (naturales o artificiales) que"circulan" entre nosotros. En particular, el espectro radioeléctrico comprendesolamente a las ondas electromagnéticas que se utilizan para lascomunicaciones (radio, teléfono, televisión, internet etc.), también denominadasde radiofrecuencia6. El espectro radioeléctrico, que ocupa una parterelativamente pequeña del espectro electromagnético, está fijado en lafrecuencia entre los 10 Khz y los 3.000 Ghz. Aunque parezca un rango muygrande, cada tecnología usa unos anchos considerables, y en la era de lastelecomunicaciones son cada vez más las tecnologías que lo ambicionan.En función de la gama de frecuencias, éstas se dividen en diferentes bandascuyo uso va destinado a diversos servicios de telecomunicaciones, televisión,radiodifusión, seguridad y defensa, emergencias, transporte e investigacióncientífica. Debido a que es un recurso natural de carácter limitado, se consideraun bien de dominio público que es gestionado por los correspondientesEstados. No hay que olvidar que es profusamente usado para multitud defunciones: la radio, la televisión, los mandos a distancia, los teléfonos móviles olas redes wifi son sólo algunos de sus ocupantes, sin contar los usos militares ocientíficos.A continuación, se detallan algunos de los usos más frecuentes de estasondas: • RFID: Las etiquetas de radio-identificación de baja frecuencia, como por ejemplo los chips que se les pone a los animales domésticos para tenerlos identificados, funcionan con ondas de muy baja energía, que comunican a cortas distancias. En concreto, entre 125 Khz7 y los 148.5 Khz.5 Un repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia onivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradacióntolerable.6 también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectroelectromagnético, situada entre unos 3 Hz y unos 300 GHz.7 El hertzio, hercio o hertz es la unidad de frecuencia del Sistema Internacional de Unidades. Un hercio representa unciclo por cada segundo, entendiendo ciclo como la repetición de un suceso. 3
  • 11. Informática y Convergencia Tecnológica • NFC: Hay algunas etiquetas que portan algo más de información y trabajan en frecuencias más altas, como los 13.56 Mhz. Son las llamadas comunicaciones de proximidad, de gran uso en países como Japón o Corea. • Radio comercial: La radio comercial local más usada, hasta la llegada de Internet, es la frecuencia modulada o FM. Las emisoras que trabajan en FM, más del 90%, utilizan la parte del espectro que va de los 87 Mhz a los 107 Mhz. • Televisión analógica: La televisión que nos abandonó recientemente, trabajaba en dos rangos de frecuencias. El primero era el llamado VHF (acrónimo de "Very High Frecuency"), que se movía entre los 30 Mhz y los 300 Mhz. UHF (acrónimo de "Ultra High Frecuency") trabajaba entre los 300 Mhz y los tres Ghz. • Televisión digital: La TDT emplea el rango UHF para emitir, pero lo aprovecha mucho mejor que la televisión analógica, ya que por cada canal analógico pueden emitir cuatro canales digitales. • Telefonía móvil: Los teléfonos móviles se mueven en frecuencias más altas. El servicio GSM emplea el rango de los 900 Mhz, mientras que el 3G (más moderno y capaz de transportar datos además de voz) trabaja en los 1,8 Ghz. • Wifi: Los estándares más modernos para los routers wifi8 usan el rango de los 2,4 Ghz, que permiten un ancho de banda mayor, ideal para Internet. Sin embargo, hay otros aparatos domésticos que operan en frecuencias similares y que generan interferencias. Es por ello que continuamente se trabaja en la búsqueda de nuevos estándares wifi que utilizan frecuencias menos saturadas. • Bluetooth9: La tecnología reina de trasmisión de datos por vía inalámbrica también trabaja 2,4 Ghz. • Hornos microondas: Emplean los 2,45 Ghz y son una causa de interferencia en las redes wifi. • Telefonía fija inalámbrica: Los teléfonos inalámbricos más modernos trabajan en el rango de los 5,8 Ghz, pero todavía hay muchos que usan la franja de los 2,4 Ghz, por lo que también son a veces incompatibles con las redes wifi. • Mandos a distancia: Los mandos que controlan a distancia el televisor, las videoconsolas y los home cinemas utilizan un rango cercano al8 Es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente la WECA: Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la organizacióncomercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares 802.11 relacionados a redesinalámbricas de área local.9 Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPANs) que posibilita la transmisión devoz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. 3
  • 12. Informática y Convergencia Tecnológica infrarrojo, es decir sobre 390 Thz, o lo que es lo mismo los 390 billones de hercios. Este rango es cercano a la luz visible, y aunque el ojo humano no lo ve, las cámaras fotográficas sí captan los rayos de los mandos.No todas las frecuencias disponen de las mismas capacidades de cobertura yde comportamiento frente al ruido y las interferencias, lo que hace que algunassean más solicitadas para determinados negocios que otras. Además, losdiferentes tipos de servicios requieren distintos márgenes (bandas defrecuencia) específicos. Por tanto, es necesario un marco regulatorio connormativas que minimicen los posibles conflictos que se puedan producir entrelos usos y servicios en una misma banda de frecuencias. Este rango denormativas, de carácter técnico, comprende desde el tipo de emisión hasta losniveles de exposición. Los diferentes Estados son los encargados de elaborar yestablecer las políticas de utilización, reglamentación y control del uso delespectro a nivel nacional. En España, el Ministerio de Industria, a través de laSecretaría de Estado para las Telecomunicaciones y la Sociedad de laInformación, es la encargada del ordenamiento del espectro. Para ello, cuentacon el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias (CNAF).Esta normativa se considera una pieza básica para el ordenamiento delespectro y contiene información de carácter técnico sobre la utilización delespectro en diferentes bandas de frecuencias en España. Para la gestión delespectro radioeléctrico, hay una serie de normas fijadas a nivel internacionalpor la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Este organismo consede en Ginebra (Suiza) es el encargado de organizar el uso de las frecuenciasradioeléctricas y de promover una serie de normativas para que la gestión delespectro se haga de manera uniforme y eficiente, sin que un uso perjudique ointerfiera sobre otros. LA TELEFONÍA MÒVILEs el Sistema de telefonía que no requiere de un enlace fijo, por ejemplo víacable telefónico, para la transmisión y recepción. Utiliza la radiotransmisiónmediante ondas hercianas, como la radio convencional, por lo que el terminal 3
  • 13. Informática y Convergencia Tecnológicaemitirá y recibirá las señales con una antena hacia y desde el repetidor máspróximo (antenas repetidoras de telefonía móvil) o vía satélite. Las primerasemisiones de telefonía móvil se remontan al uso de radiotransmisoresinstalados en vehículos, de uso militar o institucional; como referencia se cita laprimera utilización por parte de la policía de Detroit en 1921. Los radioteléfonospropiamente dichos se introdujeron en 1946 en Estados Unidos; al siguienteaño, la Bell Telephone desarrolló la tecnología celular, base de los modernossistemas de telefonía móvil propiamente dicha. Con todo, no se vierondesarrollos civiles hasta 1956, cuando se instaló en Suecia un terminal paraautomóviles, de 40 kg, que se alimentaba de la batería del vehículo. En Japónse puso en marcha el primer sistema de telefonía móvil celular en 1979; lesiguió el Reino Unido, en 1983.La telefonía móvil celular se basa en un sistema de áreas de transmisión,células, que abarcan áreas comprendidas entre 1,5 y 5 km, dentro de lascuales existen una o varias estaciones repetidoras, que trabajan con unadeterminada frecuencia, que debe ser diferente de las células circundantes. Elteléfono móvil envía la señal, que es recibida por la estación y remitida a travésde la red al destinatario; conforme se desplaza el usuario, también se conmutala célula receptora, variando la frecuencia de la onda herciana que da soporte ala transmisión. Según los sistemas, la señal enviará datos secuencialmente opor paquetes, bien como tales o comprimidos y encriptados. TIPOS DE REDES PARA TELEFONÍA MÓVIL RED ANALÓGICA:Es aquella que hace uso del sistema de transmisión de radio celular, y segúnsu evolución empezaron siendo analógicos sobre los 80, la misma establece lacomunicación mediante señales vocales analógicas, tanto en el tramoradioeléctrico como en el tramo terrestre; la primera versión de la mismafuncionó en la banda radioeléctrica de los 450 MHz, luego trabajaría en labanda de los 900 MHz, en países como España, esta red fue retirada el 31 deDiciembre de 2003. 3
  • 14. Informática y Convergencia TecnológicaCaracterísticas • La modalidad TMA-900 tiene 1320 canales dúplex (incluyendo la banda ETACS). Tiene 25 KHz de BW de cada canal. Y hay 45 Mhz de separación entre las frecuencias de emisión y recepción. • La modulación para el transporte de la señal radioeléctrica es por multiplexación por división en frecuencia (FDM) de ancho de banda (BW). Esto significa que la BW disponible se divide en porciones, cada una de las cuales constituye un semicanal, y cada canal completo consta de un semicanal estación base/móvil y de otro móvil/estación base. La eliminación de interferencias entre canales se consigue haciendo que cada estación base utilice un juego de frecuencias diferentes al de su colateral. • Estructura de red de un solo nivel jerárquico. • Centralitas electrónicas automáticas, de control por programa almacenado. 3
  • 15. Informática y Convergencia Tecnológica • Interface con la RTB10: con centrales de tránsito, a 4 hilos. • Seguimiento automático.Limitaciones • Transmisión de datos a velocidades de 1200 bit/s -> 25 KHz de BW (ancho de banda). • Peor calidad frente a sistemas digitales. • No se puede proteger la información. • Terminales demasiado grandes para ser portátiles.EstructuraEn general una red de comunicaciones móviles analógica presenta la siguienteestructura:  ESTACIONES MÓVILES (MS): suministran un servicio concreto a los usuarios en el lugar, instante y formato (voz, datos e imágenes) adecuados. Cada estación móvil puede actuar en modo emisor, receptor o en ambos modos.  ESTACIONES BASE (BTS): Se encargan de mantener el enlace radioeléctrico entre la estación móvil y la estación de control de servicio durante la comunicación. Una estación de base atiende a una o varias estaciones móviles, y según el número de estas y el tipo de servicio, se calcula el número adecuado de ellas para proporcionar una cobertura total de servicio en el área geográfica que se desea cubrir. La reducción de la potencia en las estaciones móviles permite disminuir la interferencia entre las MS asignadas a canales idénticos, así como el tamaño y peso de los circuitos suministradores de energía (baterías), lo que hace del servicio una mejor calidad y comodidad de uso.  ESTACIONES DE CONTROL (RSC): Realiza las funciones de gestión y mantenimiento de servicio. Una tarea de esta consiste en asignar estaciones base de un sector, dentro de un área de cobertura, a las estaciones móviles que se desplazan por el sector. Otra función es10 Red Telefónica Básica o Red Telefónica Conmutada, es una red de comunicación diseñadaprimordialmente para la transmisión de voz. 3
  • 16. Informática y Convergencia Tecnológica controlar el handover que se produce al cambiar de célula, cambiando el canal ocupado por la estación móvil en la BTS anterior por otro libre en la BTS próxima. Y por último también controla la localización de una estación móvil fuera de su sector habitual. Y esto implica que en cada estación base deben conocerse las estaciones móviles residentes y las visitantes. para que las estaciones de control puedan determinar su posición en cualquier instante. Centro de conmutación (MSC): permiten la conexión entre las redes públicas y privadas con las redes de comunicaciones móviles, así como la interconexión entre estaciones móviles localizadas en distintas áreas geográficas de la red móvil. La tendencia futura es establecer un único Servicio Móvil Universal, que englobe los sistemas y servicios actuales (celulares, radio búsqueda, teléfono sin cordón, centralitas sin hilos, etc.) en todos los sectores del mercado. RED DIGITALLa comunicación se lleva a cabo medianteseñales digitales, esto nos permite optimizar losaprovechamientos de las bandas deradiofrecuencia como la calidad de la transmisiónde las señales. El exponente más significativoque esta red posee actualmente es el GSM y su tercera generación UMTS,ambos funcionan en las bandas de 850/900 MHz, en el 2004, llegó a alcanzarlos 100 millones de usuarios.Existe en América Latina otro estándar digital conocido como CDMA. En elcambio de servicios de emergencias como los bomberos, la policía, y elservicio de ambulancias los estándares son Terrestrial Trunked Radio yTetrapol, las mismas funcionan en diferentes bandas de frecuencia. Tecnología CDMADespués de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho debanda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada unatiene un código de secuencia único. Usando a la tecnología CDMA, es posiblecomprimir entre 8 y 10 llamadas digitales para que estas ocupen el mismoespacio que ocuparía una llamada en el sistema analógico. 3
  • 17. Informática y Convergencia TecnológicaCon CDMA, los únicos códigos digitales,en lugar de separado Frecuencias de RF ocauces, se usa para diferenciar a lossubscriptores. Los códigos son compartidopor ambos la estación móvil (el teléfonocelular) y la estación baja, y se llama"pseudo - las Sucesiones de Código deAzar." Todos los usuarios comparten elmismo rango de espectro de la radio.Aunque la aplicación de CDMA en latelefonía celular es relativamente nuevo, no es una nueva tecnología. CDMA seha usado en muchos las aplicaciones militares, como el anti - bloqueando(debido al signo del cobertor, es difícil de bloquear o interferir con un signo deCDMA), yendo (midiendo la distancia de la transmisión para saber cuando serecibirá), y las comunicaciones seguras (el signo de espectro de cobertor esmuy duro para descubrir). Tecnología TDMALa multiplexación por división de tiempo (TDM) es una técnica que permite latransmisión de señales digitales y cuya idea consiste en ocupar un canal(normalmente de gran capacidad) de trasmisión a partir de distintas fuentes, deesta manera se logra un mejor aprovechamiento del medio de trasmisión. ElAcceso múltiple por división de tiempo (TDMA) es una de las técnicas de TDM11 más difundidas.comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando laseñal de radio por un tercio de tiempo solamente. La compresión de la señal devoz es posible debido a que la información digital puede ser reducida detamaño por ser información binaria (unos y ceros). Debido a esta compresión,la tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico queutilice el mismo número de canales.11 La multiplexación por división de tiempo, es una técnica que permite la transmisión de señalesdigitales. 3
  • 18. Informática y Convergencia TecnológicaMediante el uso de TDMA se divide un único canal de frecuencia de radio envarias ranuras de tiempo (seis en D-AMPS12 y PCS13, ocho en GSM). A cadapersona que hace una llamada se le asigna una ranura de tiempo específicapara la transmisión, lo que hace posible que varios usuarios utilicen un mismocanal simultáneamente sin interferir entre sí. Tecnología GSM(Group Special Mobile). Especificación de telefonía móvil digital que buscaconsolidarse como el estándar europeo de telefonía celular, de forma que sepueda utilizar un mismo teléfono en cualquier país del continente.Global System Mobile of Comunication, se usa para la telefonia en Europa parala mejor transmisión de datos (video, voz), dado que la tecnología es muyavanzada en lo que es el GSM en casi todo el mundo se usa como una buenatelecomunicación.GSM es un sistema digital de telefonía móvilque provee un estándar común para losusuarios, permitiendo el roaming internacionaly la capacidad de ofrecer a alta velocidadservicios avanzados de transmisión de voz,datos y video, y otros servicios de valoragregado. GENERACIONES DE LA TELEFONÍA MÓVIL LOS INICIOS (0G)Los primeros sistemas de telefonía móvil civil empiezan a desarrollarse a partirde finales de los años 40 en los Estados Unidos. Eran sistemas de radioanalógicos que utilizaban en el primer momento modulación en amplitud (AM) yposteriormente modulación en frecuencia (FM). Se popularizó el uso de12 Sistema Telefónico Móvil Avanzado, es un sistema de telefonía móvil de primera generación,desarrollado por los laboratorios Bell.13 Servicio de Comunicación Personal, por sus siglas en inglés es el nombre dado para los servicios detelefonía móvil digital en varios países y que operan en las bandas de radio de 1800 o 1900 MHz. 3
  • 19. Informática y Convergencia Tecnológicasistemas FM gracias a su superior calidad de audio y resistencia a lasinterferencias. El servicio se daba en las bandas de HF y VHF.Los primeros equipos eran enormes y pesados, por lo que estaban destinadoscasi exclusivamente a su uso a bordo de vehículos. Generalmente se instalabael equipo de radio en el maletero y se pasaba un cable con el teléfono hasta elsalpicadero del coche.Una de las compañías pioneras que se dedicaron a la explotación de esteservicio fue la americana Bell. Su servicio móvil fue llamado Bell SystemService.No era un servicio popular porque era extremadamente caro, pero estuvooperando (con actualizaciones tecnológicas, por supuesto) desde 1946 hasta1985.0G representa a la telefonía móvil previa a la era celular. Estos teléfonosmóviles eran usualmente colocados en autos o camiones, aunque modelos enportafolios también eran realizados. Por lo general, el transmisor (Transmisor-Receptor) era montado en la parte trasera del vehículo y unido al resto delequipo (el dial y el tubo) colocado cerca del asiento del conductor.Eran vendidos a través de WCCs (Empresas Telefónicas alámbricas), RCCs(Empresas Radio Telefónicas), y proveedores de servicios de radio doble vía.El mercado estaba compuesto principalmente por constructores, celebridades,etc.Esta tecnología, conocida como Autoradiopuhelin (ARP), fue lanzada en 1971en Finlandia; conocido ahora como el país con la primera red comercial detelefonía móvil. PRIMERA GENERACIÓN (1G)La 1G de la telefonia móvil hizo su aparición en 1979 y se caracterizó por seanalógica y estrictamente para voz. La calidad de los enlaces era muy baja,tenían baja velocidad (2400 bauds). En cuanto a la transferencia entre celdas,era muy imprecisa ya que contaban con una baja capacidad (Basadas enFDMA, Frequency Division Multiple Access) y, además, la seguridad no existía.La tecnología predominante de esta generación es AMPS (Advanced MobilePhone System).Con respecto a la seguridad, las medidas preventivas no formaban parte deesta primitiva telefonía celular. La tecnología predominante de esta generaciónes AMPS (Advanced Mobile Phone System), desarrollada principalmente porBell. Si bien fue introducida inicialmente en los Estados Unidos, fue usada enotros países en forma extensiva. Otro sistema conocido como Sistema deComunicación de Acceso Total (TACS) fue introducido en el Reino Unido ymuchos otros países. 3
  • 20. Informática y Convergencia Tecnológica SEGUNDA GENERACIÓN (2G)La 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por serdigital. EL sistema 2G utiliza protocolos de codificación más sofisticados y seemplea en los sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologíaspredominantes son: GSM (Global System por Mobile Communications); IS-136(conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136) y CDMA (Code DivisionMultiple Access) y PDC (Personal Digital Communications), éste últimoutilizado en Japón.Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades deinformación más altas por voz, pero limitados en comunicación de datos. Sepueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y SMS (Short MessageService). La mayoría de los protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles deencripción. En Estados Unidos y otros países se le conoce a 2G como PCS(Personal Communication Services).La generación se caracterizó por circuitos digitales de datos conmutados porcircuito y la introducción de la telefonía rápida y avanzada a las redes. Usó a suvez acceso múltiple de tiempo dividido (TDMA) para permitir que hasta ochousuarios utilizaran los canales separados por 200MHz. Los sistemas básicosusaron frecuencias de banda de 900MHz, mientras otros de 1800 y 1900MHz.Nuevas bandas de 850MHz fueron agregadas en forma posterior. El rango defrecuencia utilizado por los sistemas 2G coincidió con algunas de las bandasutilizadas por los sistemas 1G (como a 900Hz en Europa), desplazándolosrápidamente. GENERACIÓN 2.5GMuchos de losproveedores deservicios de 3
  • 21. Informática y Convergencia Tecnológicatelecomunicaciones se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamentea la 3. La tecnología 2.5G es más rápida, y más económica para actualizar a3G.La generación 2.5G ofrece características extendidas, ya que cuenta con máscapacidades adicionales que los sistemas 2G, como: GPRS (General PacketRadio System), HSCSD (High Speed Circuit Switched), EDGE (Enhanced DataRates for Global Evolution), IS-136B e IS-95Bm entre otros. Los carrierseuropeos y estadounidenses se moverán a 2.5G en el 2001. Mientras queJapón irá directo de 2G a 3G también en el 2001. GPRSEl General Packet Radio Service (GPRS) desarrollado para el sistema GSM fuede los primeros en ser visto. Hasta este momento, todos los circuitos erandedicados en forma exclusiva a cada usuario. Este enfoque es conocido como"Circuit Switched", donde por ejemplo un circuito es establecido para cadausuario del sistema. Esto era ineficiente cuando un canal transfería informaciónsólo en un pequeño porcentaje. El nuevo sistema permitía a los usuarioscompartir un mismo canal, dirigiendo los paquetes de información desde elemisor al receptor. Esto permite el uso más eficiente de los canales decomunicación, lo que habilita a las compañías proveedoras de servicios acobrar menos por ellos. EDGEEDGE es el acrónimo para Enhanced Data rates for GSM of Evolution (Tasasde Datos Mejoradas para la evolución de GSM). También conocida comoEGPRS (Enhanced GPRS). Es una tecnología de la telefonía móvil celular, queactúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolucióndel GPRS (General Packet Radio Service). Esta tecnología funciona con redesGSM. Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementadoGPRS, el operador debe implementar las actualizaciones necesarias, ademásno todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología. TERCERA GENERACIÓN (3G) 3
  • 22. Informática y Convergencia TecnológicaLa 3G se caracteriza por contener a la convergencia de voz y datos con accesoinalámbrico a Internet; en otras palabras, es apta para aplicaciones multimediay altas transmisiones de datos.Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan altas velocidades deinformación y están enfocados para aplicaciones más allá de la voz como audio( mp3), video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a Internet, sólopor nombrar algunos. Se espera que las redes 3G empiecen a operar en el2001 en Japón, por NTT14 DoCoMo; en Europa y parte de Asia en el 2002,posteriormente en Estados Unidos y otros países.Asimismo, en un futuro próximo los sistemas 3G alcanzarán velocidades dehasta 384 kbps, permitiendo una movilidad total a usuarios, viajando a 120kilómetros por hora en ambientes exteriores. También alcanzará una velocidadmáxima de 2 Mbps, permitiendo una movilidad limitada a usuarios, caminandoa menos de 10 kilómetros por hora en ambientes estacionarios de cortoalcance o en interiores.Existen principalmente tres tecnologías 3G. Para Europa existe UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) usando CDMA de banda ancha(W-CDMA). Este sistema provee transferencia de información de hasta 2Mbps. UMTSSistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (Universal MobileTelecommunications System - UMTS) es una de las tecnologías usadas por losmóviles de tercera generación (3G, también llamado W-CDMA), sucesora deGSM, debido a que la tecnología GSM propiamente dicha no podía seguir uncamino evolutivo para llegar a brindar servicios considerados de TerceraGeneración.Aunque inicialmente esté pensadapara su uso en teléfonos móviles, lared UMTS no está limitada a estosdispositivos, pudiendo ser utilizadapor otros.Sus tres grandes características sonlas capacidades multimedia, unavelocidad de acceso a Internetelevada, la cual también le permitetransmitir audio y video en tiempo14 Es una empresa de telecomunicaciones líder en el mercado nipón. Compañía estatal hasta suprivatización en 1985. 3
  • 23. Informática y Convergencia Tecnológicareal; y una transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas.Además, dispone de una variedad de servicios muy extensa. CUARTA GENERACIÓN (4G)La generación 4, o 4G será la evolución tecnológica que ofrecerá al usuario detelefonía móvil un mayor ancho de banda que permitirá, entre muchas otrascosas, la recepción de televisión en Alta Definición.La 4G estará basada totalmente en protocolo IP siendo un sistema de sistemasy una red de redes, alcanzándose después de la convergencia entre las redesde cables e inalámbricas así como en ordenadores, dispositivos eléctricos y entecnologías de la información así como con otras convergencias para proveervelocidades de acceso entre 100 Mbps en movimiento y 1 Gbps en reposo,manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta a punta (end-to-end) dealta seguridad para permitir ofrecer servicios de cualquier clase en cualquiermomento, en cualquier lugar, con el mínimo costo posible.La 4G no es una tecnología o estándar definido, sino una colección detecnologías y protocolos para permitir el máximo rendimiento de procesamientocon la red inalámbrica más barata. El IEEE aún no se ha pronunciadodesignando a la 4G como “más allá de la 3G”.En Japón ya se está experimentando con las tecnologías de cuarta generación,estando NTT DoCoMo a la vanguardia. Esta empresa realizó las primeraspruebas con un éxito rotundo (alcanzó 100 Mbps en un vehículo a 200 km/h) yespera poder lanzar comercialmente los primeros servicios de 4G en el año2010. En el resto del mundo se espera una implantación sobre el año 2020. El concepto de 4G englobado dentro de ‘Beyond 3-G’ incluye técnicas de avanzado rendimiento radio como MIMQ y QDFM. Dos de los términos que definen la evolución de 3G, siguiendo la estandarización del 3GPP, serán LTE (‘Long Term Evolution’) para el acceso radio, y SAE (‘Service Architecture Evolution’) para la parte núcleo de la red. Como características 3
  • 24. Informática y Convergencia Tecnológicaprincipales tenemos:Para el acceso radio abandona el acceso tipo CDMA característico de UMTS.Uso de SDR (Software Defined Radios) para optimizar el acceso radio.La red completa prevista es todo IP.Las tasas de pico máximas previstas son de 100 Mbps en enlace descendentey 50 Mbps en enlace ascendente (con un ancho de banda en ambos sentidosde 20Mhz). BIBLIOGRAFÍA Y CYBERGRAFÍABUECHE, F. (1988). Fundamentos de Física 2. México D.F.: McGraw Hill.Acosta, Dr. José. Universida de Vigo. [En línea]http://www.lsi.uvigo.es/lsi/jdacosta/documentos/apuntes%20web/Topologia%20de%20redes.pdf.2005. Aula Clic. [En línea] Julio de 2005.http://www.aulaclic.es/articulos/wifi.html.Espuelas, Diego. El Rincón de la Tecnología. [En línea] http://tecnologia-escolapioslogrono.blogspot.com/2010/12/el-espectro-radioelectrico.html.inmaguerra. 2010. CMT Blog. [En línea] 30 de Abril de 2010.http://blogcmt.com/2010/04/30/conceptos-basicos-de-telecos-espectro-radioelectrico/.Organización, Wikipedia. Wikipedia. [En línea]http://es.wikipedia.org/wiki/Tecnolog%C3%ADas_de_la_informaci%C3%B3n_y_la_comunicaci%C3%B3n.Wordpress. 2008. Definición.de. [En línea] 2008. http://definicion.de/bluetooth/. 3
  • 25. Informática y Convergencia Tecnológica 3